package sgg.algorithm.datastructure.sort;

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

/**
 * @author: Michael
 * @date: 2025/4/30
 * @desc: 快速排序
 */
public class QuickSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {-9, 78, 0, 23, -567, 70};
        quickSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    // 主方法：对外提供简洁的调用接口
    public static void quickSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length <= 1) {
            return; // 边界条件处理
        }
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    // 递归排序核心逻辑
    private static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        if (low < high) {
            // 分区并获取基准位置
            int pivotIndex = partition(arr, low, high);
            // 递归排序左子数组和右子数组
            quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
            quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
        }
    }

    // 分区操作
    private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
        // 优化：随机选择基准（避免最坏情况）
        int randomIndex = new Random().nextInt(high - low + 1) + low;
        swap(arr, randomIndex, high); // 将随机基准交换到末尾
        int pivot = arr[high];
        int i = low; // i 是分区边界指针

        for (int j = low; j < high; j++) {
            if (arr[j] <= pivot) {
                swap(arr, i, j); // 将小于基准的元素交换到左侧
                i++;
            }
        }
        swap(arr, i, high); // 将基准放到正确位置
        return i; // 返回基准索引
    }

    // 交换数组中的两个元素
    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
}
